吳存宏 王濤 童懷俊 魏世民

惠而浦（中國）股份有限公司 安徽合肥 230088

1 引言

目前，微波爐上市后，用戶一般只能選擇微波爐按鍵塑貼上標識的幾個或十幾個菜單。這些菜單由微波爐廠家在設(shè)計開發(fā)階段就已經(jīng)確定，產(chǎn)品出廠后不能變更或者增加新菜單。廠家開發(fā)的新菜單，不能更新到已出廠的用戶機器中，用戶的新需求也不能得到滿足，影響用戶體驗。本文提出的云食譜實現(xiàn)方法可以針對性的解決以上問題。

2 物聯(lián)微波爐系統(tǒng)

如圖1所示，物聯(lián)微波爐系統(tǒng)由手機APP、云平臺、Internet、路由器、微波爐整機（含通信模塊）組成。其數(shù)據(jù)傳輸路徑分為以下兩種：

（1）數(shù)據(jù)下發(fā)：點擊手機APP按鍵，發(fā)出命令，該命令經(jīng)由手機聯(lián)網(wǎng)的4G網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)傳送到指定的云服務(wù)器。經(jīng)云服務(wù)器處理后通過Internet網(wǎng)絡(luò)，最終到達用戶家中的路由器，再發(fā)送到微波爐中的通信模塊，通信模塊再通過串行通信接口發(fā)送給微波爐電腦板。微波爐即可自動執(zhí)行對應(yīng)指令，如加熱、童鎖、暫停、取消等操作。

（2）數(shù)據(jù)上傳：微波爐電腦板在執(zhí)行命令后，剩余時間、運行狀態(tài)等參數(shù)均會發(fā)生變化，微波爐將這些狀態(tài)參數(shù)按數(shù)據(jù)下發(fā)的反向路徑上報給手機APP并呈現(xiàn)對應(yīng)頁面及參數(shù)，用戶即可在手機上實時查看微波爐對指令的執(zhí)行情況。

3 用戶終端與微波爐聯(lián)網(wǎng)

智能手機、平板電腦等設(shè)備都屬于用戶終端。用戶在使用微波爐前，先用手機中的微信等掃描工具掃描微波爐機身或說明書上的二維碼下載安裝APP，或在發(fā)布了該APP的安卓或蘋果商店搜索APP名稱進行下載安裝，安裝后進行賬號的申請和注冊。注冊成功后登陸APP，將手機與微波爐進行配網(wǎng)綁定。

常用的配網(wǎng)方式有一鍵配置、通信模塊起熱點等。以一鍵配置為例，打開已安裝的APP并登陸，掃描與下載APP相同的二維碼進行配網(wǎng)或手動選擇設(shè)備品類“微波爐”，再選擇該款微波爐的機型號進行配網(wǎng)。手機APP進入配網(wǎng)狀態(tài)，同時按說明書或APP配網(wǎng)的頁面指引，按微波爐上的配網(wǎng)按鍵，即觸發(fā)微波爐電腦板給通信模塊發(fā)送配網(wǎng)指令。當聽到微波爐有回響，并且Wi-Fi指示燈閃爍后，通信模塊即進入配網(wǎng)狀態(tài)。此時在手機APP中輸入當前聯(lián)網(wǎng)路由器的密碼，并點擊下一步，等待配網(wǎng)完成。配網(wǎng)成功，APP會跳轉(zhuǎn)到微波爐主頁面，并刷新為微波爐相同的狀態(tài)參數(shù)。配網(wǎng)成功后，在云平臺注冊，建立用戶賬號與該微波爐綁定關(guān)系，即與微波爐中通信模塊的綁定關(guān)系。每個通信模塊都有一個MAC地址，該地址是全球唯一的編號，可以區(qū)分具體是哪一臺微波爐，一鍵配置的配網(wǎng)方式如圖2所示。

4 云食譜參數(shù)錄入

在云端后臺錄入的內(nèi)容包括兩部分，兩個部分的參數(shù)錄入步驟如圖3、圖4所示。以下為云食譜參數(shù)錄入內(nèi)容的具體說明：

（1）第一部分是一些用戶可見的指引內(nèi)容，主要包括食譜名稱、食材、制作步驟等：

a.“食譜名稱”即食譜的中文命名，如：孜然羊肉。

b.“食譜作者”可以是微波爐廠家制作者也可以是采用該微波爐的用戶分享的制作者。

c.“食譜標簽”即食譜所在類別，類別包括：燒烤、小食、飲品、中餐、湯羹、清蒸、西餐等。

d.“食譜主圖”即展示本菜的圖片，按平臺要求的尺寸及格式上傳。

e.“食譜簡介”即本菜的簡要特色。

f.“食材配方成分”即制作本菜的主材及分量、輔材及分量、調(diào)料及分量。

g.“制作參考時間”即總共的制作大致時間。

h.“小貼士”即制作過程的注意事項等。

i.“食材連接”可以直達平臺合作商超的本菜制作所需食材的購買鏈接。

j.“食譜描述”中的“步驟1”即第一步的制作方法的文字描述。

k.“步驟效果圖”即步驟1對應(yīng)的圖片演示；步驟2、步驟3...等錄入方法類似步驟1。

第二部分為微波爐制作所需分解步驟的時序，包括制作階段步驟名稱及文字描述、是否提示、加熱類型、類型參數(shù)、加熱時間等命令參數(shù)：

a.控制步驟1的“步驟名稱”即加熱階段1的步驟名稱。

b.“步驟文字描述”即本制作階段的簡要文字描述。

c.“開始前震動提示”即選擇本制作階段開始時是否手機震動提示用戶。

d.“WF_ID”即加熱方式。

e.“PowerMode”即加熱方式對應(yīng)的加熱參數(shù)。

f.“WorkTime”即步驟階段的運行時間。

g.步驟2、3、4等的錄入類似步驟1。如步驟2，是暫停階段，實際不加熱，只需要“WorkTime”這一個參數(shù)，那么其他參數(shù)就無需錄入。

5 一鍵制作

用戶點擊手機APP中的“云食譜”，進入云食譜的二級頁面，再選擇“孜然羊肉”，進入該云食譜的詳情頁，可以先查看食譜介紹、所需要的食材分量及具體步驟制作方法。APP呈現(xiàn)頁面就是事先在云平臺錄入的內(nèi)容。用戶點擊頁面下方的“一鍵制作”，云食譜指令便會發(fā)送給微波爐執(zhí)行。如果微波爐爐門未關(guān)，APP會即時向用戶發(fā)出未關(guān)提示，如圖5所示。

圖1 物聯(lián)微波爐系統(tǒng)

圖2 一鍵配置步驟示意圖

圖3 第一部分參數(shù)錄入示例圖

圖4 第二部分部分參數(shù)錄入示例圖

6 下發(fā)指令解析

通信模塊接收到云端指令后，需要解析轉(zhuǎn)換為與微波爐電腦板的串口通信指令，包括幀頭、幀長、幀類型、有效數(shù)據(jù)及校驗。電腦板再按收到的串口通信指令執(zhí)行。以“孜然羊肉”的串口通信指令為例，該指令包括：

a.云食譜菜單編號。

b.步驟1采用微波加熱，微波功率值為800瓦，加熱時間為1分30秒。

c.步驟1和步驟2之間的暫停時間為2分鐘。

d.步驟2采用組合加熱，組合參數(shù)值為組合1，加熱時間為4分鐘。

e.步驟3采用燒烤加熱，燒烤參數(shù)值為30秒，加熱時間為2分30秒。

f.啟動命令。

7 上報狀態(tài)解析

微波爐電腦板接收通信模塊發(fā)來的指令，處理并執(zhí)行相應(yīng)動作，狀態(tài)發(fā)生變化。最新狀態(tài)按電腦板串口通信協(xié)議格式返回給通信模塊。例如“孜然羊肉”的返回狀態(tài)包括：

a.當前狀態(tài)處于運行中。

b.制作總剩余時間為8分鐘。

c.當前步驟時間為1分30秒。

d.制作步驟總數(shù)為4。

e.當前步驟為步驟1。

f.云食譜菜單編號。

g.微波火力800瓦。

h.步驟1為微波加熱，步驟3為組合加熱，步驟4為燒烤加熱。

圖5 爐門未關(guān)提示頁面

8 狀態(tài)同步

APP可以實時顯示微波爐的狀態(tài)，制作中、暫停、制作完成、故障報警等頁面如圖6所示。

9 結(jié)論

通過以上云食譜的方案介紹，可在帶物聯(lián)功能的微波爐機型上，廠家在云端后臺錄入新食譜及對應(yīng)參數(shù)，或優(yōu)化已有食譜參數(shù)。用戶只需選擇點擊，即可完成制作。

本文所述方案僅是廠家錄入的專家食譜，仍有不足之處。比如完善開放平臺用戶權(quán)限，讓用戶可以自編食譜，分享DIY的樂趣。

圖6 APP中微波爐狀態(tài)頁面示例

[1] 特南鮑姆, 韋瑟羅爾著, 嚴偉, 潘愛民譯. 計算機網(wǎng)絡(luò). 清華大學(xué)出版社,2012.3.

[2] Kevin R.Fall, W.Richard Stevens. TCP/IP詳解,卷1：協(xié)議.機械工業(yè)出版社，2012.5.

[3] Robert Oshana, Mark Kraeling. 嵌入式系統(tǒng)軟件工程—方法、實用技術(shù)及應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，2016.5.